FR2707356A3 - Joint structure for coupling two rotating shafts - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une structure de joint pour l'accouplement de deux arbres tournants, particulièrement pour l'accouplement de l'arbre de moteurs électriques avec un encodeur ou dynamo tachymétrique.The present invention relates to a joint structure for the coupling of two rotating shafts, particularly for the coupling of the shaft of electric motors with an encoder or tachometric dynamo.
On connaît des joints pour effectuer l'accouplement de l'arbre d'un moteur électrique avec l'axe d'un encodeur ou dynamo tachymétrique. Généralement, de tels types de joints sont constitués d'un corps à conformation allongée qui présente, en correspondance de ses extrémités longitudinales, deux portions d'accouplement qui sont coaxiales entre elles et conformées en cylindre creux pour recevoir les extrémités des deux arbres à relier. La fixation du joint aux extrémités des arbres est obtenue généralement au moyen d'une ou plusieurs pièces filetées qui traversent la paroi des portions d'accouplement et qui s'engagent dans la portion de l'arbre insérée dans la portion correspondante d'accouplement.Seals are known for coupling the shaft of an electric motor with the axis of an encoder or tachometric dynamo. Generally, such types of seals consist of an elongated conformation body which has, in correspondence with its longitudinal ends, two coupling portions which are coaxial with one another and shaped as a hollow cylinder to receive the ends of the two shafts to be connected . The attachment of the seal to the ends of the shafts is generally obtained by means of one or more threaded parts which pass through the wall of the coupling portions and which engage in the portion of the shaft inserted in the corresponding coupling portion.
Dans certains types de joints, l'accouplement en rotation entre l'arbre et le joint est obtenu, non seulement avec des pièces filetées, mais aussi avec une liaison à clavette.In certain types of seals, the rotational coupling between the shaft and the seal is obtained, not only with threaded parts, but also with a key connection.
Ces types de joints présentent l'inconvénient de requérir un usinage extrêmement précis de la cavité cylindrique des portions d'accouplement et de la portion des arbres destinée à être insérée dans une telle cavité cylindrique, pour éviter l'apparition de vibrations à la suite d'une coaxialité imparfaite entre le joint et les deux arbres.These types of seals have the disadvantage of requiring extremely precise machining of the cylindrical cavity of the coupling portions and of the portion of the shafts intended to be inserted in such a cylindrical cavity, to avoid the appearance of vibrations following 'an imperfect coaxiality between the joint and the two shafts.
On connaît aussi des joints dans lesquels les deux portions dlaccouplement présentent des fentes qui traversent leur paroi et qui s'étendent axialement au moins par une partie le long de la portion correspondante d'accouplement. Autour de la portion d'accouplement, est prévu un anneau de blocage, opportunément fendu, qui peut être resserré de façon à réduire son diamètre interne et ensuite à provoquer la déformation élastique des ailettes, définies par les fentes, pour obtenir le blocage de l'arbre inséré dans la portion correspondante d'accouplement.Seals are also known in which the two coupling portions have slots which pass through their wall and which extend axially at least by one part along the corresponding coupling portion. Around the coupling portion, there is a blocking ring, suitably split, which can be tightened so as to reduce its internal diameter and then cause the elastic deformation of the fins, defined by the slots, to obtain blocking of the 'shaft inserted in the corresponding coupling portion.
Ces types de joints présentent l'avantage, par rapport aux joints qui utilisent des pièces filetées pour obtenir le blocage des arbres, d'être autocentrés et ensuite de permettre une liaison plus précise entre les deux arbres qui se dirigent dans le joint. En revanche, les joints qui utilisent des anneaux de blocage impliquent un montage moins aisé, particulièrement dans le cas où ils doivent être positionnés avec leur axe en verticale, puisque, durant le montage, les anneaux de blocage peuvent s'enlever axialement des portions d'accouplement du joint.These types of seals have the advantage, compared to seals which use threaded parts to obtain the blocking of the shafts, to be self-centered and then to allow a more precise connection between the two shafts which point into the joint. On the other hand, seals which use locking rings imply less easy mounting, particularly in the case where they must be positioned with their axis in vertical, since, during mounting, the locking rings can be removed axially from the portions of coupling.
Un autre inconvénient rencontré avec ces types de joints est inhérent à la répartition non uniforme de la masse de l'anneau autour de son axe. En effet, étant donné le blocage de l'anneau réalisé au moyen d'une vis, une telle vis détermine une masse excentrée qui peut provoquer llappari- tion de vibrations durant la rotation du joint. Au moment du montage, il est particulièrement difficile de réaliser un positionnement angulaire de précision- des deux anneaux de blocage montés sur les deux extrémités opposées du joint, de façon à obtenir un équilibrage des masses excentrées dû à la présence des vis.Another drawback encountered with these types of seals is inherent in the non-uniform distribution of the mass of the ring around its axis. Indeed, given the blocking of the ring produced by means of a screw, such a screw determines an eccentric mass which can cause the appearance of vibrations during the rotation of the joint. At the time of assembly, it is particularly difficult to achieve an angular positioning of precision of the two locking rings mounted on the two opposite ends of the joint, so as to obtain a balancing of the eccentric masses due to the presence of the screws.
Un but principal de la présente invention est celui d'éviter les inconvénients ci-dessus exposés, en réalisant un joint pour l'accouplement de deux arbres tournants ayant une structure qui soit autocentrante en phase de montage et qui permette une application facile également dans le cas où il doit être monté avec son axe vertical. A main object of the present invention is to avoid the above-mentioned drawbacks, by providing a joint for coupling two rotating shafts having a structure which is self-centering during the mounting phase and which allows easy application also in the case it must be mounted with its vertical axis.
Dans le cadre de cet objet, un but de l'invention est celui de réaliser un joint avec une structure qui atténue sensiblement les vibrations durant sa rotation.Within the scope of this object, an object of the invention is to produce a joint with a structure which substantially attenuates vibrations during its rotation.
Le problème consistant à atténuer les vibrations du joint est un problème particulièrement sensible quand il est nécessaire de relier un arbre rotatif à un composant délicat, comme par exemple un encodeur, puisque l'apparition des vibrations peut provoquer un fonctionnement anormal du composant.The problem of attenuating the vibrations of the joint is a particularly sensitive problem when it is necessary to connect a rotary shaft to a delicate component, such as for example an encoder, since the appearance of vibrations can cause abnormal operation of the component.
Un autre but de l'invention est celui de réaliser un joint ayant une structure qui soit produite avec des coûts comparables aux coûts de production des joints de type connu.Another object of the invention is that of producing a joint having a structure which is produced with costs comparable to the costs of producing joints of known type.
A cet effet, la structure de joint pour l'accouplement de deux arbres tournants, particulièrement pour l'accouplement de l'arbre de moteurs électriques avec un encodeur ou dynamo tachymétrique, comprenant un corps de joint présentant, sur deux côtés opposés entre eux, deux portions d'accouplement coaxiales entre elles et conformées sensiblement en cylindre creux pour recevoir les extrémités des deux arbres à relier, au moins une des deux dites portions d'accouplement présentant des fentes traversant sa paroi et s'étendant axialement dans au moins une partie sur ladite portion d'accouplement à partir de son extrémité libre, un anneau de blocage étant prévu et positionné autour de ladite portion d'accouplement et étant pourvu de moyens pour diminuer son diamètre par la déformation d'ailettes, définies par lesdites fentes, par le rapprochement vers l'axe de ladite portion d'accouplement pour le blocage dudit arbre, ladite structure de joint étant remarquable, selon l'invention, en ce qu'elle comprend des moyens de maintien dudit anneau de blocage autour de ladite portion d' accouplement. To this end, the seal structure for coupling two rotating shafts, particularly for coupling the shaft of electric motors with an encoder or tachometer dynamo, comprising a seal body having, on two sides opposite to each other, two coupling portions coaxial with each other and substantially shaped as a hollow cylinder to receive the ends of the two shafts to be connected, at least one of the two said coupling portions having slots passing through its wall and extending axially in at least one part on said coupling portion from its free end, a locking ring being provided and positioned around said coupling portion and being provided with means for reducing its diameter by the deformation of fins, defined by said slots, by the approximation towards the axis of said coupling portion for blocking said shaft, said seal structure being remarkable, according to the invention, in that it comprises means for holding said locking ring around said coupling portion.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.The figures of the appended drawing will make it clear how the invention can be implemented. In these figures, identical references designate similar elements.
La figure 1 représente, en coupe axiale, le joint ayant la structure selon l'invention.Figure 1 shows, in axial section, the seal having the structure according to the invention.
La figure 2 montre, en perspective, une portion d'accouplement du joint selon l'invention.Figure 2 shows, in perspective, a coupling portion of the seal according to the invention.
La figure 3 montre, en perspective, l'autre portion d'accouplement du joint selon l'invention.Figure 3 shows, in perspective, the other coupling portion of the seal according to the invention.
La figure 4 montre, en perspective, un anneau de blocage.Figure 4 shows, in perspective, a locking ring.
La figure 5 représente le joint selon l'invention à partir d'une de ses deux extrémités axiales.FIG. 5 represents the seal according to the invention from one of its two axial ends.
Comme le montre ces figures, le joint ayant la structure selon l'invention, indiqué globalement par la référence numérique 1, comprend un corps de joint 2 qui présente, sur deux côtés opposés entre eux, deux portions d'accouplement, respectivement 3 et 4, qui sont coaxiales entre elles et qui sont conformées sensiblement en cylindre creux pour recevoir les extrémités des deux arbres à relier par l'intermédiaire du joint. Chaque portion d'extrémité 3 ou 4 présente des fentes, respectivement 5 et 6, qui traversent radialement sa paroi, la subdivisant en ailettes 7 et 8, qui sont élastiquement souples en rapprochement ou en éloignement par rapport à l'axe commun des deux portions d'accouplement 3 et 4, qui correspond à l'axe du joint et qui est indiqué, sur la figure 1, par la référence numérique 9.As shown in these figures, the seal having the structure according to the invention, indicated overall by the reference numeral 1, comprises a seal body 2 which has, on two sides opposite to each other, two coupling portions, respectively 3 and 4 , which are coaxial with each other and which are substantially shaped as a hollow cylinder to receive the ends of the two shafts to be connected via the joint. Each end portion 3 or 4 has slots, respectively 5 and 6, which radially pass through its wall, dividing it into fins 7 and 8, which are resiliently flexible in approaching or moving away from the common axis of the two portions coupling 3 and 4, which corresponds to the axis of the joint and which is indicated, in FIG. 1, by the reference numeral 9.
Les fentes 5 et 6 s'étendent dans une partie axiale des portions d'accouplement à partir de leur extrémité libre.The slots 5 and 6 extend in an axial part of the coupling portions from their free end.
Dans cet exemple de réalisation, quatre fentes radiales sont ménagées, de façon équi-angulairement répartie, dans chaque portion d'accouplement.In this exemplary embodiment, four radial slots are provided, in an equi-angularly distributed manner, in each coupling portion.
Autour de chaque portion d'accouplement, il est disposé un anneau de blocage, respectivement 10 et 11, qui est muni de moyens pour réduire son diamètre, pour provoquer la déformation des ailettes 7 et 8 par rapprochement vers l'axe 9, et provoquer ainsi le blocage de l'arbre inséré dans la portion correspondante d'accouplement.Around each coupling portion, there is disposed a locking ring, respectively 10 and 11, which is provided with means for reducing its diameter, for causing the deformation of the fins 7 and 8 by approaching towards the axis 9, and causing thus blocking the shaft inserted in the corresponding coupling portion.
Plus particulièrement, chaque anneau de blocage présente une fente radiale 12 et 13 et les moyens pour diminuer son diamètre sont constitués par une vis de serrage 14, 15 qui s'étend à travers la fente radiale qui relie entre elles les deux extrémités de l'anneau de blocage en correspondance de cette fente. La vis 14, 15 s'engage dans des trous alignés, qui sont respectivement définis dans les deux extrémités de l'anneau de blocage qui sont montrées réciproquement en correspondance de la fente 12 et 13, et son vissage ou dévissage provoque une diminution ou une augmentation de la largeur de la fente provoquant le serrage ou le desserrage de l'anneau de blocage 10, 11 autour de la portion correspondante d'accouplement du joint.More particularly, each locking ring has a radial slot 12 and 13 and the means for reducing its diameter are constituted by a clamping screw 14, 15 which extends through the radial slot which connects the two ends of the locking ring in correspondence with this slot. The screw 14, 15 engages in aligned holes, which are respectively defined in the two ends of the locking ring which are shown reciprocally in correspondence with the slot 12 and 13, and its screwing or unscrewing causes a reduction or a increasing the width of the slot causing the tightening or loosening of the locking ring 10, 11 around the corresponding coupling portion of the seal.
Avantageusement, dans la partie opposée par rapport à la fente 12, 13, l'anneau de blocage présente une diminution d'épaisseur, visible en particulier sur la figure 4, de façon à favoriser la déformation élastique de l'anneau durant son serrage.Advantageously, in the part opposite to the slot 12, 13, the locking ring has a reduction in thickness, visible in particular in FIG. 4, so as to promote the elastic deformation of the ring during its tightening.
Selon l'invention, il est prévu des moyens de maintien de l'anneau de blocage autour de la portion correspondante d'accouplement.According to the invention, means are provided for holding the locking ring around the corresponding coupling portion.
Avantageusement, de tels moyens de maintien comprennent un rebord 16, 17 qui fait radialement saillie par rapport à la paroi de la portion correspondante d'accouplement, de préférence en correspondance de l'extrémité libre de la portion concernée d'accouplement, et qui est engageable avec l'anneau de blocage correspondant, de façon à réaliser son blocage axial par rapport à la portion d'accouplement du joint. Opportunément, le rebord 16, 17 se développe de façon périphérique sur la portion d'accouplement et s'engage dans une rainure périphérique 18, 19 préyue, de façon correspondante, sur la surface interne de l'anneau de blocage, en correspondance de son extrémité axiale.Advantageously, such retaining means comprise a flange 16, 17 which projects radially with respect to the wall of the corresponding coupling portion, preferably in correspondence with the free end of the relevant coupling portion, and which is can be engaged with the corresponding locking ring, so as to achieve its axial locking with respect to the coupling portion of the seal. Conveniently, the flange 16, 17 develops peripherally on the coupling portion and engages in a peripheral groove 18, 19, correspondingly, on the internal surface of the locking ring, in correspondence with its axial end.
Le joint ayant la structure selon l'invention comprend aussi des moyens d'immobilisation en rotation de l'anneau de blocage relativement à la portion d'accouplement autour de laquelle il est en place. De tels moyens d'immobilisation en rotation sont constitués principalement par une dent 20 qui fait saillie radialement de la surface interne de l'anneau de blocage et qui s'engage dans l'une des fentes 5, 6. La présence de la dent 20 permet de prépositionner, dans la position angulaire souhaitée autour de l'axe 9, un anneau de blocage relativement à la position de l'autre anneau de blocage, de façon que les deux vis de serrage 14 et 15 soient décalées entre elles autour de l'axe 9 sensiblement de 1800, de sorte que leur masse entraîne un équilibre en rotation autour de l'axe, évitant ainsi l'apparition de vibrations durant le fonctionnement.The seal having the structure according to the invention also comprises means for immobilizing the locking ring in rotation relative to the coupling portion around which it is in place. Such means for immobilizing in rotation consist mainly of a tooth 20 which projects radially from the internal surface of the locking ring and which engages in one of the slots 5, 6. The presence of the tooth 20 allows to preposition, in the desired angular position around the axis 9, a locking ring relative to the position of the other locking ring, so that the two clamping screws 14 and 15 are offset between them around the axis 9 substantially of 1800, so that their mass causes an equilibrium in rotation around the axis, thus avoiding the appearance of vibrations during operation.
Avantageusement, les portions d'accouplement 3 et 4 présentent un collet, respectivement 21 et 22, qui coopère avec un collet correspondant 23 et 24 prévu en correspondance des extrémités axiales de la partie centrale du joint, indiquée par la référence numérique 25, avec l'interposition éventuelle d'un organe ou feuille élastique 26 et 27 qui confère une élasticité au joint aussi bien en torsion qu'en flexion. Advantageously, the coupling portions 3 and 4 have a collar, respectively 21 and 22, which cooperates with a corresponding collar 23 and 24 provided in correspondence with the axial ends of the central part of the seal, indicated by the reference numeral 25, with the 'possible interposition of an elastic member or sheet 26 and 27 which gives elasticity to the joint both in torsion and in bending.
L'utilisation du joint ayant la structure selon l'invention est évidente à partir de ce qui est décrit et illustré et, en particulier, il est évident que son montage est particulièrement facilité, puisque les anneaux de blocage 10 et 11 peuvent être montés préalablement sur les portions d'accouplement 3 et 4 du joint et correctement positionnés l'un par rapport à l'autre de façon à équilibrer les masses des vis de serrage 14 et 15. L'accouplement des dents 20 avec l'une des fentes 5 et 6 empêche un décalage en rotation d'un anneau de blocage par rapport à l'autre et la présence des rebords 16 et 17 empêche le déboîtement axial des anneaux de blocage durant leur montage, ainsi que dans le cas où le joint doit être monté avec son axe vertical.The use of the seal having the structure according to the invention is obvious from what is described and illustrated and, in particular, it is obvious that its mounting is particularly facilitated, since the locking rings 10 and 11 can be mounted beforehand. on the coupling portions 3 and 4 of the seal and correctly positioned with respect to each other so as to balance the masses of the clamping screws 14 and 15. The coupling of the teeth 20 with one of the slots 5 and 6 prevents a rotation offset of one locking ring relative to the other and the presence of the flanges 16 and 17 prevents the axial disengagement of the locking rings during their assembly, as well as in the case where the seal must be mounted with its vertical axis.
On a en pratique constaté que le joint ayant la structure selon l'invention remplit pleinement l'objet fixé en ce qui concerne son montage extrêmement aisé et rapide, et permet d'obtenir une précision supérieure par rapport à celle obtenue avec les joints autocentrants de type usuel.It has been found in practice that the seal having the structure according to the invention fully fulfills the object fixed with regard to its extremely easy and rapid assembly, and makes it possible to obtain greater precision compared to that obtained with the self-centering seals of usual type.
Un autre avantage, découlant de la précision élevée obtenue dans la position des deux anneaux de blocage, est celui d'éviter efficacement l'apparition de vibrations durant son fonctionnement.Another advantage, resulting from the high precision obtained in the position of the two locking rings, is that of effectively preventing the appearance of vibrations during its operation.
En pratique, les matières employées, -ainsi que les dimensions, peuvent être quelconques selon les exigences et l'état de la technique. In practice, the materials used, as well as the dimensions, can be any according to the requirements and the state of the art.
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